Устройство для программного управления шаговым двигателем

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 9 40 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ЕН ОБР ОПИСАН АВТОРСКОМУ СИИ тВУ(прототип). динены соответственно с выходом первого порогового элемента и с инверсным выходом ВБ-триггера, второй вход,Тюлягин первого элемента И-НЕ и первый входтретьего элемента И-НЕ - с соответстльстно СССР: вующими выходами распределителя им- О, 1977.пульсов, а выходы первого, второго, ство СССР, .: третьего и. четвертого элементов И1981 .с управляющими входами соответст, вующих ключей, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повышения на- (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОГРАММНО-декности устройства и снижения пот- ГО УПРАВЛЕНИЯ ШАГОВЫМ ДВИГАТЕЛЕМ, .; ребления энергии, в него введен содержащее последовательно соеди- "элемент И, выход которого подключен ненные задатчик программы, распре- . .к второмувходу распределителя имделитель импульсов и многоканаль-: пульсов, а первый и второй входы -. ный усилитель, каждый канал которого. соответственно к частотному и к персодержит первый пороговый элемент, .-. ному управляющему выходам задатчиэлемент И-НЕ, ключи и последователь- ка программы, причем первый вход но соединенные второй пороговый . четвертого элемента И-НЕ соединен элемент и ВЯ-триггер, причем выход . с первым входом третьего элемента источника питания через последова- . И-НЕ, вторые входы второго, трЕ- тельно соединенные первйй ключ, тьего и четвертого элементов И-НЕ первую обмотку шагового двигателяподключены соответственно к второму и второй ключ йодключен к датчику тб-; входу первого элемента И-НЕ, к выходу ка, соединенного с вторым выходом . первого порогового элемента и к.инисточника питания, и через последо". версному выходу М-триггера, Н-вход нательно соединенные третий ключ которого соединен с вторым управляю- вторую обмотку шагового двигателящим выходом задатчика программы, и четвертый ключ - к датчику тока и подключенного первым управляющим вык входам первого и второго поро" ходом к управляющим входам первых поговых элементов, первые входы пер- , роговых элементов в соответствующих .ного и нторого элементов И-НЕ сое- - каналах уСилителя.ный первый ключ, первую обмотку шагоИзобретение относится к автоматике и вычислительной технике и предназначено для использования в автоматизированных системах управ ленни технологическими процессами от управляющих вычислительных машин. Известно устройство для управления шаговым двигателем, содержащее коммутатор, выходы которого подключены соответственно к первым входам блоков управления обмотками, к вторым входам которых подключен первый выход первого источника питания, второй ныход которого соединен с первыми выходами обмоток управления двигателя, выходы блоковуправления.:обмотками соединены соответственно с .вторыми выходами обмоток управления двигателя, и второйисточник питания, причем первый ивторой выходы второго-источника питания подключены соответственно к третьим входам блоков управления обмотками и ко второму выходу первого источника питания, Кроме того, каждый блок управлениясодержит развязывающий элемент, элемент обратной связи, импульсный трансформатор, порогоный элемент, первый и второй ключи 1 1,Однако в устройстве в начальный момент включения подается формированное напряжение, в последующий момент включения подается пониженноенапряжение, что ухудшает динамические и энергетические характеристикишагового днигателя, В режиме фиксированной стоянки так же идет минималь ное потребление тока от пониженного источника постоянного тока. Такое управление шаговым двигателем требует двух источников напряжения, что усложняет устройство.Наиболее близким к изобретению является устройство для управления. шаговым двигателем, содержащее по-. следовательно соединенные задатчик программы, распределитель импульсов и многоканальный усилитель, каждый канал которого содержит первый пороговый элемент, элементы И-НЕ, . ключи и последовательно соединенные второй пороговый элемент И КЯ-тряггер, причем выход источника питания через последовательно соединенного двигателя и второй ключ подключен к датчику тока, соединенному с вторым :.выходом источника питания, и через последовательно соединеннйе третийключ, вторую обмотку шагового двигателя и четвертый ключ - к датчику тока и к входам первого и вто-. рого пороговых. элементов, первые входы первого и второго элементов И-.НЕ соединены соответственно с выходом первого порогоного элемента и с инверсным ныходом КЯ-триггера, второй вход первого элемента И-НЕ и первый вход третьего элемента И-НЕс соответствующими выходами распределителя импульсов, а выходы перного, второго, третьего и четвертого.элементов И - с Управляющими входами5 соответствующих ключей. В устройстверабота шагового днигателя .осуществляется от одного источника постоянного тока .Г 2 3.Однако н режиме фиксированной.10 стоянки, когда не требуется высокойнагрузочной способности от шаговогодвигателя, потребление максимального значения тока через обмоткиявляется нецелесообразным, что Ухуд 15 шает энергетические характеристикишагового двига:еля и снижает в целом надежность устройства.Целью изобретения является повышение надежности устройства и снижение потребления энергии.Укаэанная. цель достигается тем,что в устройство введен элемент. И,выход которого подключен к второ- .му входу распределителя импульсов,25 а первый ивторой входы - соответственно к частотному и.к первому уп-.равляющему выходам задатчика.программы вычислителя, причем первыйвход четвертого элемента И-НЕ соединен с первым входом третьего элемента И-НЕ, вторые входы второго,третьего и четвертого элементов.И-НЕ подключены соответственно квторому входу. первого элемента И-НЕ,к выходу первого порогового элемен"та и к, инверсному выходу КЯ-триггера, К-вход которого соединен с вторым управляющим выходом задатчикапрограммы, подключенного первымуправляющим выходом к управляющим40 входам первых пороговых элементонв соответствующих каналах усилителя,На чертеже представлена функцио.нальная схема устройства для програм.много управления шаговым двигателем,45 Устройство содержит задатчик 1программы, распределитель 2 импульсов, многоканальный усилитель 3,элемент И 4, обмотки 5 шаговогодвигателя, первый и второй пороговые элементы б и 7,КЯ-триггер 8,элементы И-НЕ 9-12, ключи 13-16,датчик 17 тока, вентили 18-21,Устройство работает следующиМобразом.Пуск осуществляется подачейединичного уровня по первому управляющему входу из задатчика 1 на элемент И 4, подача управляющих импульсов осуществляется из задатчика 1 по частотному выходу через отф крытый элемент И 4, на вход распределителя 2 импульсон, направлениевращения задается по реверсной шиненулевым или единичньюа уровнем, поступающим иа распределитель 2 импуль.65 сов.Единичный уровень по первому управляющему .выходу из задатчика 1 по,ступает на второй вход первого порогового элемента б, тем самым задается уровень порога срабатывания,;обеспечивающий максимальное потреб 1 ление тока обмотками шагового двига"теля, .При поступлении разрешающегоединичного уровня.с соответствующего выхода распределителя, 2 импульсов на входы первого 9 и второго10 элементов И-НЕ включаются нулевым уровнем ключи 13 и 14, напряжение постоянного тока начинает по-,ступать в обмотку 5 шагового дви.гателя от первого выхода источникапитания через первый ключ 13,соот-.ветствующую обмотку 5, второй клйч14 через датчик 17 тока на другой:выход источника питания. С датчика17 тока на вход .первого пороговогоэлемента б снимается напряжение, и,как только ток нарастет до требуемого значения, первый пороговыйэлемент 6 нулевым уровнем закроетпервый элемент И-НЕ 9, который закроет в свою очередь единичным уровнем первый ключ 13, ЭДС самоиндукцииподключается через вентиль 19, от-.крытый второй ключ 14 к датчику 17тока. Напряжение на резисторе дат":, чика тока падает до порога срабатывания первого порогового элемента б,вновь включается первыйключ 13, Таким;образом первый ключевой элемент 13включается с частотой, при которой че-.:рез обмотку протекает заданное значение тока, Если не сработает первый пороговыйэлемент б и наступит аварйй.ная ситуация, срабатывает, второйпороговый элемент 7, порог срабатйвания которого выше, чем у первого "порогового элемента б.При этом ВЯ-триггер 8 установится в единичное состояние и с инверсного плеча нулевым уровнем закроетвторой ключ 14 через второй элемент.И-НЕ 10. После устранения неисправ-..ности схема устанавливается в исходное состояние подачей нулевого им-:пульса по второму управляющему выходу задатчика 1 на Н-вход НЯ-триг гера 8,Второй вентиль 19 служит длярекупераций энергии, запасенной Вобмотке управления шагового двигателя, и выравнивает напряжение навтором ключе до величины источникапостоянного тока.Таким образом, отрабатываетсякаждый импульс, поступающий из задатчика 1 на распределитель 2 импульсов через элемент И 4, После обработки по заданной программе числаимпульсов по первому управляющему выходу задатчика 1 подается нулевойуровень, который закрывает прохож О дение импульсов через элемент И 4,и одновременно по второму входу первый пороговый элемент б переключитсяна минимальное потребление тока об"мотками управления в режиме фикси рованной стоянки.Работа. третьего 15 и четвертого16 ключей аналогична рассмотреннымпервому 13 и. второму 14 ключам, стой разницей, что эти ключи через 2 О третий 11 и четвертый 12 элементыИ-НЕ управляются от соответствуЮщего выхода распределителем 2 импульсов, с которого единичный уровень не может. совпадать по времени 2 с появлением единичного уровня напредыдуиФм выходе распределителя 2импульсов1Применение предлагаемого устройства дляпрограммного управления ЗО шаговым двигателем обеспечиваетв режиме фиксированной стоянки переход на минимальное потреблениетока. Например, для двигателяШД 5 М потребление тока уменьшается 35 с За до 0,5 А, т.е. в шесть раз,при коэффициенте повторного вклю.чения 0,5 экономичность включенияшагового двигателя при данном управлении увеличивается в три раза, од О новременно улучшаются энергетическиехарактеристики шагового двигателя, повышается надежность устройства.Кроме того, применение в каждом канале усилителя для управления двумя 4 одновременно не включаемыми обмотками .шагового двигателя по одномуВЯ-триггеру и по два пороговых элемента сокращает вдвое количество названных элементов на устройство Например, .для управления шестифазным о шаговым двигателем ШД 5 М экономитсятри Ня-триггера и шесть порОгОвыхэлементов. При эТом повышается нетолько экономичность устройства, нои его надежность.11043598 Составитель С,Дунаевактор Н,БобковаТехред Т.Фанта : Корректо мокосов аказ 733 Филнал ППП Патент; г. Ужгород, ул, Проектная,49ВНИИПпо11303 Тираж 874Государственного комителам иэобретений и открМосква, Ж, Раушска Подписноеа СССРтийнаб., ц. 4/5